当两个超导区域被一块非超导材料分开时，会发生不同寻常的量子效应，能将两个区域耦合起来形成约瑟夫森效应。如果间隔材料是半金属磁体，则自旋电子应用的新含义就会出现。

最近，一个国际研究团队首次展示了一种有显着长距离约瑟夫森效应的量子材料系统。在他们的实验中，两个超导材料(YBa2Cu3O7)区域被一个半金属的铁磁锰氧化物(La2/3Sr1/3MnO3)隔开一微米宽。

在超导体中，电子倾向于配对形成库珀对。而且在大多数超导材料中，库珀对是由具有相反自旋的电子组成，以减少对超导稳定性有害的磁场交换。

然而，研究人员发现了另一种对自旋电子应用具有重要影响且振奋人心的特性。由于该团队使用的铁磁体是半铁磁体，它只允许一种自旋类型的电子流动。在这种材料中发现超电流的事实表明，这种超电流中的库珀对必须由具有相同自旋的电子组成。这种所谓的“三重态”超导非常罕见。

负责监督BESSY II测量的Sergio Valencia Molina博士表示，他们绘制并测量了锰矿隔板内的磁畴，观察到了有广泛的区域均匀磁化并连接到超导区域，而且三重态的自旋对可以在它们中自由传播。

超导中的电流可以无阻力地通过，这使得低能耗应用对它们非常有吸引力。在该团队的研究中，电流由具有相同自旋的电子组成。这种自旋极化电流可用于独特的超导自旋电子应用，可用于循环传输(远距离)和读取/写入数据，同时能受益于约瑟夫森效应的宏观量子相干性所带来的稳定性。

因此，这种由铁磁体和超导体组成的新设备将为超导自旋电子学和量子计算的新认知铺平了道路。（编译:Qtech）